رده بندي بر پايه اندازه اطلاعات

مي توان بر پايه نوآوري در فناوري، رده بندي ديگري را براي تمدن ها در نظر گرفت. "كارداشف"، نسخه نخستين اين رده بندي را در سال 1960 نوشته است، يعني پيش از هياهوي امروزين كوچك سازي رايانه ها، پيشرفت در نانوفناوري و آگاهي از دشواري هاي به وجود آمده براي آدمي از تخريب محيط زيست. با در نظر گرفتن اين پيشرفت ها و نيز رشد و توسعه اقتصادي، يك تمدن پيشرفته، با بهره گيري تمام و كمال از انقلاب اطلاعاتي اي كه امروز شاهد آن هستيم، به روش اندكي ديگرگون تر، مي تواند پيشرفت كند.
همچنان كه يك تمدن پيشرفته، به صورت نمايي رشد و گسترش مي يابد، گرمايش زياد حاصل از فراواني توليدات، دماي هواسپهر را به شكل خطرناكي بالا مي برد و مشكلات فراواني مي آفريند. در يك ظرف كشت آزمايشگاهي، باكتري ها تا هنگامي كه منبع خوراكي را به پايان براسانند،به صورت نمايي رشد مي كنند و آن گاه در پسماندهاي خود غرق مي شوند. به همين روش، از آنجايي كه سفر فضايي تا صدها سال و به صورت بازدارنده اي گران و پرخرج خواهد بود و تراريختن و دگرگون سازي سياره هاي نزديك، اگر توانايي براي انجامش وجود داشته باشد، چالشي است اقتصادي و مهندسي، آن گاه يك تمدن رده يك، يا در گرماي خودساخته اش خفه خواهد شد و يا بايد براي ادامه پيشرفت، تا آن جا كه مي تواند توليدات و داده هاي خود را كوچك، ساده و كارآ سازد.
براي پي بردن به سودمندي و كارآيي چنين فشرده سازي و كوچگ ساختني، مغز آدمي را در نظر بگيريد كه چيزي در حدود يكصد ميليون ياخته عصبي يا نورون را در بر دارد، چيزي به اندازه كهكشان هاي آشكار در كيهان، و با اين حال، كمابيش هيچ گرمايي توليد نمي كند. حال، اگر امروز يك مهندس رايانه بخواهد رايانه اي طراحي كند كه توانايي محاسباتي چند كوادريليون بايت (10 15 ) در ثانيه را داشته باشد، همچنان كه مغز ما آشكارا و بدون تلاش فراوان اين توانايي را دارد، به جايي به اندازه چند زمين فوتبال براي برقرار ساختن و يك مخزن بسيار بزرگ آب براي خنك كردن آن نياز خواهد داشت. در حالي كه مغز ما مي تواند بدون زحمت و گرم شدن در بيشترين اندازه، به بلندپايه ترين افكار بينديشد.
از آنجايي كه مغز از ساختار مولكولي و سلولي برخوردار است، مي تواند اين كار را به انجام برساند. مغز آدمي به هيچ روي به يك رايانه نمي ماند. به اين معنا كه مانند يك "ماشين تورينگ"، داراي نوار ورودي، نوار خروجي و پردازنده مركزي باشد. مغز ما نرم افزار راه اندازي چون ويندوز ندارد، سي پي يو يا واحد پردازشگر مركزي ندارد، همچون يك تراشه پنتيوم كه معمولا در رايانه استفاده مي شود. به جاي همه ي اينها، يك شبكه بسيار كارآمد از رشته هاي عصبي دارد و چون يك دستگاه يادگيري است با حافظه و شيوه هاي ويژه اي از انديشيدن كه به جاي گرد آورده شدن در يك واحد پردازنده مركزي، در سراسر مغز گسترده شده است. مغز حتي چندان به تندي هم محاسبه و پردازش نمي كند، زيرا سرشت پيام هاي الكتريكي فرستاده شده در ياخته هاي عصبي، شيميايي است. با اين حال، آهستگي خود را به گونه اي ديگر جبران مي كند؛ زيرا مي تواند پردازش هاي هم راستا (موازي) انجام دهد و نيز كارهاي تازه را با تندي شگفت آوري بياموزد.
دانشمندان براي بهينه سازي بازده اندكِ رايانه هاي الكترونيكي، انگاره هاي تازه اي را آزموده اند، كه بيشتر اين انگارگان را براي ساختن نسل بعدي رايانه هاي كوچك شده از طبيعت برگرفته اند. هم اينك، دانشمندان دانشگاه پرينسون، توانسته اند به كمك مولكول دي.ان.اي محاسبه انجام دهند. انگار يك مولكول دي.ان.اي همچون بخشي از نوار ورودي داده هاي رايانه ها رفتار مي كند، ولي نه بر پايه صفرها و يك هاي دودويي، كه بر پايه اسيدنوكلئيك هاي آدنين، تيمين، سيتوزين، و گوانين. آنها با كمك اين رايانه دي.ان.اي توانسته اند "چيستان فروشنده دوره گرد" را رازگشايي كنند كه در آن پيرامون محاسبه كوتاه ترين راه پيوند دهنده تعداد بي شماري شهر به يكديگر پرسيده مي شود. به همين ترتيب، ترانزيستورهاي مولكولي نيز در آزمايشگاه ساخته شده اند، و حتي نمونه هاي نخستيني از رايانه هاي كوانتومي ساخته شده است كه مي تواند بر روي تك اتم هاي جداگانه، محاسبه انجام دهد.
افزون بر اينها، با پيشرفت در نانوفناوري، مي توان اين امكان را هم پذيرفت كه تمدني پيشرفته، در راه گسترش و رشد و توسعه، راه كارهاي بسيار كارآمدتري خواهد يافت تا مقدار فراوان گرماي توليد شده كه خطري براي هستي و زندگي شان است را جوري مهار كنند.

رايانه زيستي چيست؟
 

مولكول دي. ان. اي يا دزوكسي ريبونوكلئيك اسيد، مولكولي است كه رمزهاي ژنتيك جانداران را در خود جاي داده است. ويژگي هاي جاندار در مولكول دي . ان. اي رمز گزاري شده است و پس از جفت گيري، اسپرم كه حاوي مولكول دي. ان. اي جنس نر و تخمك كه حاوي مولكول دي. ان. اي جنس ماده است، در هم آميخته مي شود و آن گاه، رمزگزاري دي.ان. اي در زاهدان جنس ماده گشوده مي شود كه اين فرايند، مانند چندين تريليون محاسبه است. پس مولكول هاي زيستي به يك رايانه پيچيده مي مانند. چهار آمينواسيدي كه مولكول دي. ان. اي را مي سازند، آدنين، تيمين، سيتوزين و گوانين بوده كه چون 0 و 1 دودويي در رايانه، كُنِشگرِ رايانش هستند. و اما، رايانه دي. ان. اي يا DNA computer، رايانه اي است كه از آميختن ترانزيستور و مولكول هاي دي. ان. اي ساخته شده باشد و براي رايانش، به جاي صفر و يك، از مولكول دي. ان.اي استفاده كند. به اين آميختار، ترانزيستورهاي مولكولي گفته مي شود. البته ساخت اين چنين رايانه هايي، تازه در آغاز راه است و براي داشتن چنين دستگاهي بر روي ميزكارتان، بايد يكي دو دهه اي چشم به راه بمايند.

رايانه كوانتومي چيست؟
 

روشي آزمايشي از رايانش كه در آن از پديده هاي مكانيك كوانتومي استفاده مي شود. در واقع، اين روش تركيبي است از فرضيه كوانتومي و اصل ناپابرجايي يا عدم قطعيت، رايانه هاي سيليكوني بر پايه صفر و يك و يا دودويي كار مي كنند، اما رايانه كوانتومي بر پايه "اسپين" يك اتم كار مي كند كه مي تواند چرخش رو به بالا، پايين و همچنين بازه اي در اين ميان داشته باشد، به بيان ساده، اين رايانه مي تواند بازه اي ميان صفر و يك را هم زمان در نظر گيرد و در نتيجه مي تواند هم زمان به بازه اي از درخواست ها، پاسخ گويد. در رايانه سليكوني با "بيت" به معناي صفر و يك، رايانش انجام مي پذيرد؛ ولي در رايانه كوانتومي با "كيوبيت" كه به معناي هر مقداري دربازه صفر و يك است.
منبع: دانشمند شماره 579